CN102481156A - 治疗设备和手术系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种治疗设备和手术系统，所述治疗设备包括：治疗部，用于对治疗对象的目标治疗区域进行治疗；检测部，用于检测根据所述治疗部的治疗所产生的气泡；以及控制部，用于通过基于所述检测部的检测结果对所述治疗部的理化参数进行控制，来控制所述目标治疗区域处的气泡产生状态。

Description

治疗设备和手术系统
技术领域
本发明涉及一种利用空化现象(cavitation)进行治疗的治疗设备和手术系统。
背景技术
通过利用超声波振动或伴随着超声波振动而产生的各种现象来对活体组织进行治疗的设备(以下称为“超声波治疗设备”)是众所周知的。日本特开2008-188160所公开的超声波手术装置可用作这种设备的例子。
人们认为，超声波治疗设备的治疗性能极大依赖于目标治疗区域处的气泡产生状态。因此，为了使用超声波治疗设备高效地进行治疗，进行控制从而使目标治疗区域处所产生的气泡根据治疗内容以适当状态产生至关重要。
然而，根据日本特开2008-188160所描述的技术，实施如下的反馈控制，以基于目标治疗区域处实际产生的气泡检测用来驱动换能器波动的负载，并且抑制气泡的产生。更具体地，认为日本特开2008-188160所述的技术仅仅是一种以改进对活体组织的预定治疗的医疗效果为目的而简单地执行控制以积极减少气泡产生量的技术，并且该技术不同于根据治疗内容来适当改变(增加或减少)气泡产生量的控制。
本发明已考虑到前述情形，并且本发明的一个目的在于提供一种治疗设备和手术系统，其中该治疗设备和手术系统能够通过进行控制从而在目标治疗区域处以适当的产生状态产生气泡来使治疗性能稳定。
发明内容
用于解决问题的方案
本发明的治疗设备包括：治疗部，用于对治疗对象的目标治疗区域进行治疗；检测部，用于检测根据所述治疗部的治疗所产生的气泡；以及控制部，用于通过基于所述检测部的检测结果对所述治疗部的理化参数进行控制，来控制所述目标治疗区域处的气泡产生状态。
本发明的手术系统包括：超声波换能器，其能够产生超声波振动；驱动部，用于利用驱动信号来驱动所述超声波换能器；探头，其具有与所述超声波换能器机械连接的近端部、以及能够邻近或接触治疗对象的目标治疗区域的远端部，所述探头能够将在所述超声波换能器处产生的超声波振动从所述近端部传输至所述远端部；理化参数调节部，用于改变所述远端部的理化参数；检测部，用于检测根据由于所述远端部的超声波振动在所述目标治疗区域处产生的气泡而改变的物理量，其中，所述远端部的超声波振动基于供给至所述超声波换能器的驱动信号；以及控制部，用于通过基于所述检测部的检测结果对所述理化参数调节部进行控制，来控制所述目标治疗区域处的气泡产生状态。
附图说明
图1是示出根据本发明实施例的手术系统的结构的示例的图；
图2是示出图1所示的超声波驱动电源的具体结构的示例的框图；
图3是示出图2所示的滤波处理部的具体结构的示例的框图；
图4是示出图2所示的界面部的具体结构的示例的图；
图5是示出超声波治疗机头的第一结构示例的图；
图6是示出与图5所示的探头不同的另一探头的具体结构示例的图；
图7是示出超声波治疗机头的第二结构示例的图；
图8是示出超声波治疗机头的第三结构示例的图；
图9是示出图2所示的电流/电压检测部的检测结果的示例的图；
图10是示出图2所示的滤波处理部的通频带(passingfrequency band)的示例的图；
图11是示出图2所示的滤波处理部的、与图10所示的示例不同的通频带的示例的图；
图12是示出图2所示的滤波处理部的、与图10和图11所示的示例不同的通频带的示例的图；以及
图13是示出根据本发明实施例的手术系统的、与图1所示的示例不同的结构的示例的图。
具体实施方式
以下参考附图来说明本发明的实施例。
如图1所示，手术系统1具有：超声波治疗机头2，用于通过使超声波振动作用于目标治疗区域101的活体组织来进行治疗；超声波驱动电源3，用于供给用以对超声波治疗机头2进行驱动的超声波驱动信号；加热设备4；以及降温设备5。
超声波治疗机头2具有作为气泡产生部的功能，并且包括：抓握部21，其由外科医生等抓握；护套22，其被设置为链接至抓握部21的远端侧；以及探头23，其具有从护套22的远端侧突出的远端部。探头23的远端部具有作为治疗部的功能。
超声波治疗机头2具有加热功能(加热部件)，该加热功能能够响应于加热设备4的操作使探头23的远端部和/或该远端部附近的温度升高(促进热能的产生)。超声波治疗机头2还具有降温功能(降温部件)，该降温功能能够响应于降温设备5的操作使探头23的远端部和/或该远端部附近的温度降低(抑制热能的产生)。此外，超声波治疗机头2具有温度信息输出功能(温度信息输出部件)，该温度信息输出功能能够将关于探头23的远端部和/或该远端部附近的温度信息作为温度信号输出。关于这一点，后面将详细说明实现这三个功能(部件)及其动作的具体结构。
抓握部21内部设置有超声波换能器21a。超声波换能器21a具有预定的谐振频率并机械连接至探头23的近端部，并且根据从超声波驱动电源3供给的超声波驱动信号来产生超声波振动。探头23将超声波换能器21a所产生的超声波振动从探头23的近端部传输至探头23的远端部。
更具体地，在超声波换能器21a处产生的超声波振动在经过探头23的中间部之后被传输至探头23的远端部。
护套22内包含探头23的近端部(的一部分)以及中间部。
如图2所示，超声波驱动电源3具有：超声波振荡部31，用于生成和输出超声波驱动信号以驱动具有预定的谐振频率的超声波换能器21a；电流/电压检测部32，用于在预定频带上检测从超声波振荡部31输出的超声波驱动信号的电流或电压的大小；滤波处理部33，用于对电流/电压检测部32所获得的检测结果进行滤波处理；CPU 34，其具有作为控制部的功能；存储器34a；以及界面部35。
如图3所示，滤波处理部33包括：n个带通滤波器(在图3中缩写为“BPF”)33a1、33a2、...、33an，来自电流/电压检测部32的检测结果被分别输入至这n个带通滤波器33a1、33a2、...、33an中；n个开关33b1、33b2、...、33bn，一对一地与n个带通滤波器的后级连接；n个检波器33c1、33c2、...、33cn，分别一对一地与n个开关的后级连接；以及积分器33d，来自n个检波器的输出信号被输入至积分器33d中。
例如，带通滤波器33a1、33a2、...、33an被配置成通频带的一部分(端部)相互重叠、且通频带的中心频率各不相同的滤波器。关于这一点，在图3中，将带通滤波器33a1、33a2、...、33an的通频带的中心频率表示为f1、f2、...、fn(假定f1＜f2＜...＜fn)。
以下还利用图4以便于说明本实施例。CPU 34基于设置在界面部35中的滤波器切换开关39的切换指示进行控制，来接通或断开开关33b1、33b2、...、33bn。关于这一点，还可以采用如下的结构：响应于来自滤波器切换开关39的切换指示直接接通或断开开关33b1、33b2、...、33bn。
检波器33c1、33c2、...、33cn分别检测到经过处于“接通”状态的开关33b1、33b2、...、33bn的频率分量，之后积分器33d对这些频率分量进行积分处理。
积分器33d将前述积分处理的处理结果作为气泡检测信号输出至CPU 34。关于这一点，可以使用累加器代替积分器33d来配置本实施例的滤波处理部33。此外，在本实施例中，可以由CPU 34代替积分器33d来执行前述积分处理。
CPU 34基于响应于超声波治疗机头2的温度信息输出功能(温度信息输出部件)的运行所输出的温度信号、从滤波处理部33输出的气泡检测信号、以及设置在界面部35中的治疗速度切换部38的各个开关的切换状态，根据需要来适当控制加热设备4和降温设备5的运行。
在这种情况下，将表示治疗速度切换部38中的处于接通状态的开关与对应于这些开关的适当的气泡产生状态之间的相互关系的设定数据预先存储在存储器34a中。
更具体地，当治疗速度切换部38中的、将治疗速度设置为低速的开关(后面所述的开关38a)被接通时，将气泡产生状态设置为第一水平的设定数据被存储在存储器34a中。此外，当治疗速度切换部38中的、将治疗速度设定为中速的开关(后面所述的开关38b)被接通时，将气泡产生状态设置为第二水平的设定数据被存储在存储器34a中。此外，当治疗速度切换部38中的、将治疗速度设置为高速的开关(后面所述的开关38c)被接通时，将气泡产生状态设置为第三水平的设定数据被存储在存储器34a中。关于这一点，假定在这些类型的设定数据之间，第一水平＜第二水平＜第三水平的关系成立，使得气泡产生量伴随着治疗速度的提高而增加。
对于将气泡产生状态设置为第一水平的设定数据，作为使得探头23的远端部和/或该远端部附近的温度成为第一温度的设置，例如，进行设置以使加热设备4正常运行并使降温设备5以比正常运行时高的输出运行。此外，对于将气泡产生状态设置为第二水平的设定数据，作为使得探头23的远端部和/或该远端部附近的温度成为第二温度的设置，例如，进行设置以使加热设备4和降温设备5这两者都正常运行。此外，对于将气泡产生状态设置为第三水平的设定数据，作为使得探头23的远端部和/或该远端部附近的温度成为第三温度的设置，例如，进行设置以使加热设备4以比正常运行时高的输出运行并使降温设备5正常运行。关于这一点，假定对于这些设置，如下的关系成立：第一温度＜第二温度＜第三温度。
更具体地，CPU 34预先(例如，紧挨在超声波驱动电源3的电力接通之后)读入存储在存储器34a中的各设定数据，在参考从存储器34a读取的各设定数据的情况下，基于根据超声波治疗机头2的温度信息输出功能(温度信息输出部件)的操作所输出的温度信号、从滤波处理部33输出的气泡检测信号、以及设置在界面部35中的治疗速度切换部38的各开关的切换状态来对加热设备4和降温设备5适当地进行操作控制。
基于设置在界面部35中的治疗速度切换部38的各开关的切换状态，CPU 34输出用于改变设置在界面部35中的指示器37a的显示状态的第一显示控制信号。
基于从滤波处理部33输出的气泡检测信号，CPU 34必要时输出用于改变设置在界面部35中的指示器37b的显示状态的第二显示控制信号。
基于设置在界面部35中的超声波振动切换开关36的切换状态，CPU 34进行用于接通或断开具有作为驱动部的功能的超声波振荡部31的操作状态的控制。
基于设置在界面部35中的滤波器切换开关39的切换指示，CPU 34进行用于分别接通或断开滤波处理部33的开关33b1、33b2、...、33bn的控制。
如图4所示，界面部35具有：超声波振动切换开关36，其能够根据外科医生等的操作使超声波振动接通或断开；信息显示部37，用于直观地显示与气泡产生状态的设定值和测量值有关的信息；治疗速度切换部38，其能够根据外科医生等的操作来切换对目标治疗区域101的治疗速度；以及滤波器切换开关39，其能够根据外科医生等的操作来切换滤波处理部33的滤波处理要使用的滤波器。例如，上述的界面部35的各部件均设置在超声波驱动电源3的前面板上。
信息显示部37包括：指示器37a，用于直观地显示气泡产生状态的设定值；以及指示器37b，用于直观地显示气泡产生状态的测量值。
治疗速度切换部38包括：开关38a，其能够发出用以将对目标治疗区域101的治疗速度设置为低速的指示；开关38b，其能够发出用以将对目标治疗区域101的治疗速度设置为中速的指示；以及开关38c，其能够发出用以将对目标治疗区域101的治疗速度设置为高速的指示。
指示器37a根据来自CPU 34的第一显示控制信号的输出状态来改变自身的显示状态。更具体地，当开关38a接通时，例如(如图4所示)，指示器37a进入如下的显示状态：在从左端为“0”级到右端为“最大”级的显示区域中，使与从“0”至“低速”相对应的部分着色统一或基本统一。此外，当开关38b接通时，例如，指示器37a进入如下的显示状态：在从左端为“0”级到右端为“最大”级的显示区域中，使与从“0”至“中速”相对应的部分着色统一或基本统一。此外，当开关38c接通时，例如，指示器37a进入如下的显示状态：在从左端为“0”级到右端为“最大”级的显示区域中，使与从“0”至“高速”相对应的部分着色统一或基本统一。
指示器37b根据来自CPU 34的第二显示控制信号的输出状态来实时改变自身的显示状态。更具体地，指示器37b进入如下的显示状态：在从左端为“0”级到右端为“最大”级的显示区域中，使从“0”到与前述气泡检测信号的水平相对应的部位的部分着色统一或基本统一。例如，当在前述气泡检测信号的水平对应于“低速”的情况下输出第二显示控制信号时，指示器37b的显示状态如图4所示。
关于这一点，指示器37a和37b可以是作为图像显示在LCD面板上的指示器，或者也可以使用诸如LED等的发光构件来配置。(当使用诸如LED等的发光构件来配置指示器37a和37b时，可借助于是否发光，而非有无着色，来显示与气泡产生状态的设定值和测量值有关的信息)。
加热设备4被配置为能够基于超声波驱动电源3的控制来启动超声波治疗机头2的加热功能(加热部件)。更具体地，加热设备4包括例如DC可变电源，该DC可变电源能够基于超声波驱动电源3的控制来改变输出，从而使探头23的远端部和/或该远端部附近的温度升高和/或稳定。
降温设备5被配置为能够基于超声波驱动电源3的控制来启动超声波治疗机头2的降温功能(降温部件)。更具体地，降温设备5包括例如泵和冷却剂容器，该泵和冷却剂容器能够基于超声波驱动电源3的控制来改变供给至探头23的远端部和/或该远端部附近的冷却剂的供给量。关于这一点，从降温设备5供给的冷却剂可以是冷却液体或冷却气体。
关于这一点，假定本实施例的温度调节部被配置成包括加热设备4和降温设备5。此外，假定本实施例的热能调节部被配置成包括加热设备4和降温设备5。
现在将说明本实施例的手术系统1的操作等。
首先，在抓握住抓握部21的情况下，外科医生执行操作使得探头23的远端部接近目标治疗区域101。此外，通过在前述操作前后使超声波振动切换开关36从“断开”切换为“接通”，该外科医生使得在探头23的远端部处开始产生超声波振动。关于这一点，以下的说明基于下述假定，即假定在探头23的远端部处的超声波振动的输出水平(从超声波振荡部31输出的超声波驱动信号的输出水平)维持在一个固定水平的状态下实施治疗。
接着，例如，为了设置对目标治疗区域101的治疗速度，外科医生将治疗速度切换部38中所设置的开关中的任意单个开关从“断开”切换为“接通”。
一旦执行了上述操作，在目标治疗区域101处开始产生气泡，并且对目标治疗区域101的活体组织的治疗开始。
现在将说明用于在超声波治疗机头处实现前述的包括加热功能(加热部件)、降温功能(降温部件)和温度信息输出功能(温度信息输出部件)这三个功能(部件)的具体结构示例。关于这一点，以下所述的各个结构示例的说明均基于如下假定：特别是对于没有详细说明的部分，这些结构示例的组件与上述的超声波治疗机头2的组件相同。
第一结构示例
图5是示出超声波治疗机头的第一结构示例的图。
在图5所示的超声波治疗机头2A中，护套22A被设置为链接至未示出的由外科医生等抓握的抓握部的远端侧，并且护套22A内部形成有管道24A。超声波治疗机头2A具有使得探头23A能够穿插通过管道24A的内部的结构。当对目标治疗区域101的治疗开始时，探头23A的、具有作为治疗部的功能的远端部被配置为从设置在护套22A的远端面中的开口部24a突出。
管道24A的一端与开口部24a连通。管道24A的另一端与降温设备5连通。根据该结构，由于从降温设备5供给至超声波治疗机头2A的管道24A的冷却剂经由开口部24a被释放，可以使探头23A的、从开口部24a突出的远端部以及该远端部附近的温度降低(可以抑制热能的产生)。
在护套22A的远端部设置有卡爪25A，其中卡爪25A根据设置在未示出的抓握部中的未示出的手柄等的操作来打开/关闭。
更具体地，在图5所示的超声波治疗机头2A中，在产生超声波振动的情况下，通过将目标治疗区域101的活体组织夹持和保持于探头23A的远端部和卡爪25A之间来实施对该活体组织的治疗。
在卡爪25A中，在与目标治疗区域101的活体组织直接接触的部分处设置温度传感器26A。温度传感器26A经由未示出的穿插通过护套22A的内部的信号线，连接至超声波驱动电源3的CPU 34。根据该结构，温度传感器26A可以获取从开口部24a突出的探头23A的远端部附近的温度信息，并将获取到的温度信息作为温度信号输出至超声波驱动电源3的CPU 34。
在卡爪25A中，在邻近温度传感器26A的部分设置加热器元件27A。加热器元件27A经由未示出的穿插通过护套22A的内部的加热丝或信号线，连接至加热设备4。根据该结构，由于加热器元件27A根据已从加热设备4输出的电压和/或电流的大小来生成热，可以使探头23A的、从开口部24a突出的远端部以及该远端部附近的温度升高(可以促进热能的产生)。
关于这一点，图5所示的超声波治疗机头2A的降温功能(降温部件)不限于通过前述结构所实现的功能(部件)，并且还可以使用如图6所示的探头23B来实现。
探头23B内，例如包括如图6所示的管道24B，并且对于除管道24B以外的部分，探头23B具有与探头23A相同的结构。包含在探头23B内部的管道24B具有如下的结构：在从降温设备5供给的冷却剂已流通到远端部之后，已到达探头23B的远端部的冷却剂可以回流至降温设备5。根据该结构，可以利用从降温设备5供给至管道24B的冷却剂来从探头23B的内部使探头23B的、具有作为治疗部的功能的远端部的温度降低(可以从内部抑制热能的产生)。
第二结构示例
图7是示出超声波治疗机头的第二结构示例的图。
在图7所示的超声波治疗机头2C中，中空状的护套22C被设置为链接至未示出的由外科医生等抓握的抓握部的远端侧。超声波治疗机头2C具有使得探头23C能够穿插通过护套22C的中空部的结构。当对目标治疗区域101的治疗开始时，探头23C的具有作为治疗部的功能的远端部被配置为从中空状的护套22C的远端侧的开口部22c突出。此外，远端侧具有开口部24c的管道24C设置在探头23C的内部。
在开口部24c的内周面上，在接触或接近目标治疗区域101的活体组织的位置处设置温度传感器26C。温度传感器26C经由未示出的穿插通过护套22C的内部的信号线连接至超声波驱动电源3的CPU 34。根据该结构，温度传感器26C可以获取探头23C的、从开口部22c突出的远端部附近的温度信息，并将所获取到的信息作为温度信号输出至超声波驱动电源3的CPU 34。
管道24C的一端与开口部24c相连通。管道24C的另一端与降温设备5相连通。
在开口部24c的温度传感器26C的邻近位置处设置沿着开口部24c的开口面具有网状图案的加热器图案27C。加热器图案27C经由未示出的穿插通过探头23C的内部的加热丝，连接至加热设备4。
根据上述结构，在从降温设备5供给至超声波治疗机头2C的管道24C的冷却剂经过加热器图案27C之后，该冷却剂从开口部24c被释放。此外，根据上述结构，加热器图案27C根据已从加热设备4输出的电压和/或电流的大小来生成热。
因而，根据上述结构，当已经过加热器图案27C的冷却剂(例如，已被利用到完全丧失作为冷却剂的功能的程度的冷却剂)在已被充分加热的状态下从开口部24c被释放时，可以使从开口部22c突出的探头23C的远端部以及该远端部附近的温度升高(可以促进热能的产生)。相反的，根据上述结构，当已经过加热器图案27C的冷却剂(例如，仅被利用到维持作为冷却剂的功能的程度的冷却剂)在未被充分加热的状态下从开口部24c被释放时，可以使从开口部22c突出的探头23C的远端部以及该远端部附近的温度降低(可以抑制热能的产生)。
第三结构示例
图8是示出超声波治疗机头的第三结构示例的图。
在图8所示的超声波治疗机头2D中，护套22D被设置为链接至未示出的由外科医生等抓握的抓握部的远端侧，并且护套22D内部形成有管道24D。当对目标治疗区域101的治疗开始时，探头23D的远端部被配置为从护套22D的远端侧的开口部22d突出。此外，在探头23D的具有作为治疗部的功能的远端部设置有用于对目标治疗区域101的活体组织进行治疗的治疗部28D。
管道24D的一端与开口部22d相连通。管道24D的另一端与降温设备5相连通。根据该结构，由于从降温设备5供给至超声波治疗机头2D的管道24D的冷却剂经由开口部22d被释放，可以使从开口部22d突出的治疗部28D以及治疗部28D附近的温度降低(可以抑制热能的产生)。
例如，如图8所示，治疗部28D被配置成作为以基本半圆形弯曲的板构件悬置于基本平行配置的两个臂的远端部之间。在该板构件弯曲的外侧面上设置有加热器27D，该加热器27D由具有正温度系数(PTC)的构件构成。加热器27D经由未示出的穿插通过探头23D的内部的信号线，连接至加热设备4。根据该结构，由于加热器27D根据已从加热设备4输出的电压和/或电流的大小来生成热，可以使从开口部22d突出的治疗部28D以及治疗部28D附近的温度升高(可以促进热能的产生)。
此外，根据上述结构，由于加热器27D的电阻值和治疗部28D的温度以正相关的状态波动，因此与加热器27D的电阻值有关的检测结果可被看作为治疗部28D的温度信息。更具体地，根据第三结构示例的超声波治疗机头2D，可以通过将包括前述的温度信息的温度信号输出至超声波驱动电源3的CPU 34的结构来实现温度信息输出功能(温度信息输出部件)。
现在将给出与本实施例的手术系统1所进行的控制等有关的说明。关于这一点，以下说明基于下述前提：当采用根据上述的第一结构示例至第三结构示例中的任一结构时，均进行相同的控制等。因此，为了至少包含前述的第一结构示例至第三结构示例，以下说明基于图1所示的超声波治疗机头2具有加热功能(加热部件)、降温功能(降温部件)和温度信息输出功能(温度信息输出部件)的假定。
当在目标治疗区域101处开始产生气泡并且对目标治疗区域101的活体组织的治疗开始时，电流/电压检测部32检测从超声波振荡部31输出的超声波驱动信号的电流的大小，例如作为图9所示的检测结果。
图9是示出对电流/电压检测部32处超声波驱动信号的电流大小的检测结果作为频谱分布的图。关于这一点，在图9中，将谐振频率fres设置为47kHz。此外，在图9中，(为了进行比较)由虚线示出不产生气泡时的频谱分布，并且由实线示出正在产生气泡时的频谱分布。
根据图9所示例的对电流大小的检测结果，不管是否产生气泡，均在谐振频率fres处检测到最大峰值。
此外，根据图9所示例的对电流大小的检测结果，当正在产生气泡时，在除谐振频率fres以外的频率分量处检测到多个明显的峰值；当不产生气泡时，在除谐振频率fres以外的频率分量处没有检测到明显的峰值。
具体地，如图9所示，当产生气泡时，与不产生气泡时相比较，与谐振频率fres的诸如1/2或1/4等的分数或这些分数的差的频率相对应的分谐波的水平特别高，并且除这些分谐波以外的频率分量的水平也以基本相同的方式变高。因此，可以通过在对电流/电压检测部32处的超声波驱动信号的电流大小的检测结果中，检测在谐振频率fres附近以外的频带的信号水平，来检测目标治疗区域101处的气泡产生状态。
关于这一点，在本实施例的手术系统1中，对超声波驱动信号的电流大小的检测结果和对超声波驱动信号的电压大小的检测结果表现出基本相同的趋势。因此，即使当使用对超声波驱动信号的电压大小的检测结果来代替对超声波驱动信号的电流大小的检测结果时，也可以以基本相同的方式进行以下所述的处理和操作。
基于CPU 34的控制，滤波处理部33分别对开关33b1、33b2、...、33bn进行切换，以使得带通滤波器33a1、33a2、...、33an的通频带变为例如图10、图11和图12所示的频带中的任一频带。
图10是示出如下情形的图：对带通滤波器33a1、33a2、...、33an的通频带进行设置，以在低频侧上的一个部分中形成频带。更具体地，图10示出如下的情形：对带通滤波器33a1、33a2、...、33an的通频带进行设置，以形成包括为谐振频率fres的1/2大小的分谐波(分数)的频带。
图11是示出如下的情况的图：将带通滤波器33a1、33a2、...、33an的通频带设置为从约为谐振频率fres的5％的频率到比谐振频率fres低5％的频率(即，为谐振频率fres的95％的频率)。
图12是示出如下的情况的图：将带通滤波器33a1、33a2、...、33an的通频带设置为包括图11所示的频带以及从比谐振频率fres高5％的频率到比谐振频率fres的二次谐波频率(2fres)低5％的频率。
更具体地，对带通滤波器33a1、33a2、...、33an的通频带进行设置，从而使得该通频带不包括超声波换能器21a的谐振频率并且至少包括该谐振频率的分谐波。
滤波处理部33在检波器33c1、33c2、...、33cn处分别检测通过处于“接通”状态的开关33b1、33b2、...、33bn的频率分量，并且在积分器33d处进行了积分处理之后，滤波处理部33将该积分处理的结果作为气泡检测信号输出至CPU 34。
根据图9示例的对电流大小的检测结果，存在如下的趋势：随着气泡的产生量增加，前述的分谐波的水平变高。因此，在带通滤波器33a1、33a2、...、33an处通频带均相同的情况下，在积分器33d处进行积分处理的结果是如下的值，该值伴随着气泡产生量的增加而相对增大，伴随着气泡产生量的减少而相对减小。更具体地，本实施例的CPU 34通过检测前述值的这种波动作为气泡检测信号的水平的波动，来进行如下所述的处理和操作。
在检测到开关38c已接通时，CPU 34进行设置以使探头23的远端部和/或该远端部附近的温度成为前述的第三温度，使得气泡产生状态变为前述的第三水平。然后，CPU 34进行控制以使加热设备4以比正常运行时高的输出运行并且还使降温设备5正常运行，使得探头23的远端部和/或该远端部附近的温度达到并维持前述的第三温度、以及从滤波处理部33输出的气泡检测信号的水平达到并维持前述的第三水平。根据该控制，由于因超声波治疗机头2的加热功能(加热部件)所引起的温度上升超过因降温功能(降温部件)所引起的温度下降，探头23的远端部以及该远端部附近的温度升高，并且促进了目标治疗区域101处的气泡产生。结果，目标治疗区域101处的气泡产生量相对增加，并且可以使针对目标治疗区域101的治疗速度成为高速。
此外，紧挨在将气泡产生状态设置为前述的第三水平之后，CPU 34向界面部35输出第一显示控制信号，从而使得指示器37a中的与从“0”到“高速”的区域相对应的部分着色统一或基本统一。此外，在进行控制以使从滤波处理部33输出的气泡检测信号的水平达到并维持前述的第三水平的情况下，必要时CPU34向界面部35输出第二显示控制信号，以使得指示器37b中的从“0”到与气泡检测信号的水平相对应的部分的区域着色统一或基本统一。因而，指示器37a的显示状态进入与第一显示控制信号相对应的状态，并且通过根据第二显示控制信号实时改变的指示器37b的显示状态，外科医生等可以容易地检查当前气泡产生状态是否适合于高速的治疗速度。
在检测到开关38a已接通时，CPU 34进行设置以使探头23的远端部和/或该远端部附近的温度成为前述的第一温度，以使得气泡产生状态变为前述的第一水平。然后，CPU 34进行控制以使加热设备4正常运行，并且还使降温设备5以比正常运行时高的输出运行，以使得探头23的远端部和/或该远端部附近的温度达到并维持前述的第一温度、以及从滤波处理部33输出的气泡检测信号的水平达到并维持前述的第一水平。根据该控制，由于因超声波治疗机头2的降温功能(降温部件)所引起的温度下降超过因加热功能(加热部件)所引起的温度上升，因此探头23的远端部以及该远端部附近的温度下降，并且抑制了目标治疗区域101处的气泡产生。结果，目标治疗区域101处的气泡产生量相对减少，并且可以使对目标治疗区域101的治疗速度成为低速。
此外，紧挨在将气泡产生状态设置为前述的第一水平之后，CPU 34向界面部35输出第一显示控制信号，从而使得指示器37a中的与从“0”到“低速”的区域相对应的部分着色统一或基本统一。此外，在进行控制以使从滤波处理部33输出的气泡检测信号的水平达到并维持前述的第一水平的情况下，必要时CPU34向界面部35输出第二显示控制信号，以使得指示器37b中的从“0”到与气泡检测信号的水平相对应的部分的区域着色统一或基本统一。因而，指示器37a的显示状态进入与第一显示控制信号相对应的状态，并且通过根据第二显示控制信号实时改变的指示器37b的显示状态，外科医生等可以容易地检查当前气泡产生状态是否适合于低速的治疗速度。
如前面所述，根据本实施例的手术系统1，可以使目标治疗区域101的气泡产生状态(产生量)成为与对目标治疗区域101的治疗速度相对应的适当状态。因此，根据本实施例的手术系统1，可以使得诸如超声波治疗机头2等的、使用(伴随着超声波振动所产生的)气泡对目标治疗区域101进行治疗的设备的治疗性能稳定。
此外，根据本实施例的手术系统1，当将探头23的远端部的超声波振动的输出水平(从超声波振荡部31输出的超声波驱动信号的输出水平)维持在恒定水平上时、即在没有特别改变超声波换能器21a处的超声波振动的幅度时，改变目标治疗区域101处的气泡产生状态(产生量)是可能的。因此，根据本实施例的手术系统1，可以减小伴随着对超声波换能器21a的控制而产生的负载，结果可以延长超声波治疗机头2的使用寿命。
本实施例的应用不限于图1所示的手术系统1。例如，本实施例还可以以基本相似的方式应用于图13所示的手术系统100。关于这一点，在适当情况下，以下将从手术系统100的说明中省略关于结构与手术系统1的结构相同的部分的说明。
图13所示的手术系统100是如下情况下的结构示例：在超声波治疗机头外部实现包括加热功能(加热部件)、降温功能(降温部件)和温度信息输出功能(温度信息输出部件)的这些功能(部件)。更具体地，如图13所示，手术系统100包括：超声波治疗机头200，用于通过使超声波振动作用于目标治疗区域101的活体组织来进行治疗；超声波驱动电源300，用于供给对超声波治疗机头200进行驱动的超声波驱动信号；加热器单元400；冷却剂供给单元500；以及温度检测部600。
超声波治疗机头200具有内导管(未示出)以使得已经过温度检测部600的冷却剂能够流通至探头23的远端部和/或该远端部附近，以代替具有加热功能(加热部件)、降温功能(降温部件)和温度信息输出功能(温度信息输出部件)中的各个功能(部件)。
超声波驱动电源300的结构与超声波驱动电源3的结构相同。然而，假定将以下的设定数据写入超声波驱动电源300的存储器34a中。
将当治疗速度切换部38中的开关38a被接通时使气泡产生状态设置为第一水平的设定数据存储在超声波驱动电源300的存储器34a中。此外，将当治疗速度切换部38中的开关38b被接通时使气泡产生状态设置为第二水平的设定数据存储在超声波驱动电源300的存储器34a中。此外，将当治疗速度切换部38中的开关38c被接通时使气泡产生状态设置为第三水平的设定数据存储在超声波驱动电源300的存储器34a中。关于这一点，假定在这些类型的设定数据之间，第一水平＜第二水平＜第三水平的关系成立，以使得随着治疗速度升高，气泡产生量增加。
对于将气泡产生状态设置为第一水平的设定数据，作为使得超声波治疗机头200的探头23的远端部和/或该远端部附近的温度成为第一温度的设置，例如，进行设置以使加热器单元400正常运行并使冷却剂供给单元500以比正常运行时高的输出运行。此外，对于将气泡产生状态设置为第二水平的设定数据，作为使得超声波治疗机头200的探头23的远端部和/或该远端部附近的温度成为第二温度的设置，例如，进行设置以使加热器单元400和冷却剂供给单元500这两者都正常运行。此外，对于将气泡产生状态设置为第三水平的设定数据，作为使超声波治疗机头200的探头23的远端部和/或该远端部附近的温度成为第三温度的设置，例如，进行设置以使加热器单元400以比正常运行时高的输出运行并使冷却剂供给单元500正常运行。关于这一点，假定对于这些设置，如下的关系成立：第一温度＜第二温度＜第三温度。
超声波驱动电源300的CPU 34预先(例如，紧挨在接通超声波驱动电源300的电源之后)读入前述的各种设定数据，并且在参考从存储器34a读取的各种设定数据的情况下，基于从温度检测部600输出的温度信号、从滤波处理部33输出的气泡检测信号、以及设置在界面部35中的治疗速度切换部38的各开关的切换状态来对加热器单元400和冷却剂供给单元500进行操作控制。
冷却剂供给单元500被配置为能够根据超声波驱动电源300的控制来向管道供给诸如冷却液体和/或冷却气体等的冷却剂。更具体地，冷却剂供给单元500被配置成如下的液体冷却型单元，该液体冷却型单元利用根据超声波驱动电源300的控制而运行的滚子泵来供应容器内累积的冷却水。可选地，冷却剂供给单元500被配置成如下的气体冷却型单元，该气体冷却型单元利用根据超声波驱动电源300的控制而运行的气体供给单元来供给气瓶内累积的气体冷却剂。可选地，冷却剂供给单元500被配置成将前述这两种单元组合的设备。
加热器单元400具有如下的结构，其中该结构能够通过基于超声波驱动电源300的控制生成热来对从冷却剂供给单元500供给的冷却剂进行加热。更具体地，加热器单元400包括：至少一个加热器，其配置在位于从冷却剂供给单元500到温度检测部600的路径上的管道内的一个位置处；以及驱动电源，用于根据超声波驱动电源300的控制来驱动各加热器。
在位于从加热器单元400到超声波治疗机头200的路径上的管道内设置温度检测部600。温度检测部600检测经过加热器单元400并被供给至超声波治疗机头200的冷却剂的温度，并将检测结果作为温度信号输出至超声波驱动电源300。
更具体地，根据手术系统100的结构，在从冷却剂供给单元500供给的冷却剂顺次通过加热器单元400、温度检测部600和超声波治疗机头200内的管道之后，该冷却剂流向探头23的远端部和/或该远端部附近。
关于这一点，根据手术系统100，可以通过CPU 34读取写入超声波驱动电源300的存储器内的各设定数据来执行与对手术系统1所描述的相同的控制等。因此，这里省略了针对手术系统100所执行的控制等的详细说明。
因而，当将本实施例应用于手术系统100时，与将本实施例应用于手术系统1的情况相同，可以获得基本相同的优点。
本发明不限于上述实施例，并且自然可以在不背离本发明的精神和范畴的范围内进行各种修改和应用。

Claims (7)

1.一种治疗设备，包括：
治疗部，用于对治疗对象的目标治疗区域进行治疗；
检测部，用于检测根据所述治疗部的治疗所产生的气泡；以及
控制部，用于通过基于所述检测部的检测结果对所述治疗部的理化参数进行控制，来控制所述目标治疗区域处的气泡产生状态。
2.一种手术系统，包括：
超声波换能器，其能够产生超声波振动；
驱动部，用于利用驱动信号来驱动所述超声波换能器；
探头，其具有与所述超声波换能器机械连接的近端部、以及能够邻近或接触治疗对象的目标治疗区域的远端部，所述探头能够将在所述超声波换能器处产生的超声波振动从所述近端部传输至所述远端部；
理化参数调节部，用于改变所述远端部的理化参数；
检测部，用于检测根据由于所述远端部的超声波振动在所述目标治疗区域处产生的气泡而改变的物理量，其中，所述远端部的超声波振动基于供给至所述超声波换能器的驱动信号；以及
控制部，用于通过基于所述检测部的检测结果对所述理化参数调节部进行控制，来控制所述目标治疗区域处的气泡产生状态。
3.根据权利要求2所述的手术系统，其特征在于，
所述检测部检测各个频率处的电流或电压大小作为所述物理量，所述各个频率不包括所述超声波换能器的谐振频率并且至少包括所述谐振频率的分谐波；以及
所述控制部通过基于所述检测部的检测结果对所述理化参数调节部进行控制，来改变或维持所述目标治疗区域处的气泡产生状态。
4.根据权利要求2所述的手术系统，其特征在于，还包括治疗速度切换部，所述治疗速度切换部能够切换对所述目标治疗区域的治疗速度；
其中，所述控制部通过基于所述检测部的检测结果对所述理化参数调节部进行控制，使所述目标治疗区域处的气泡产生状态成为与所述治疗速度切换部所设置的治疗速度相对应的状态。
5.根据权利要求2所述的手术系统，其特征在于，还包括指示器，所述指示器能够将所述目标治疗区域处的气泡产生状态显示为视觉信息；
其中，所述控制部根据需要改变由所述指示器所显示的视觉信息，以显示与所述检测部所检测到的物理量相对应的视觉信息。
6.根据权利要求2所述的手术系统，其特征在于，
所述理化参数包括所述远端部的温度；以及
所述理化参数调节部包括温度调节部，所述温度调节部用于改变所述远端部的温度。
7.根据权利要求2所述的手术系统，其特征在于，
所述理化参数包括在所述远端部处产生的热能；以及
所述理化参数调节部包括热能调节部，所述热能调节部用于改变在所述远端部处产生的热能的产生状态。
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